
如果颗粒很小,一个个都是单独的颗粒状,这是因为烧结时间不够,颗粒还在形成和增长的过程中。因为烧结时间延长,银颗粒体积快速增大,部分颗粒接收的烧结能比其他颗粒多,增长得特别快,和相邻颗粒结合,形成比较大的银颗粒,这时导电性能也进一步提高了。大大小小的颗粒基本都形成了,相互叠加,相互之间的接触点增多。但是持续烧结会让整体收缩,部分颗粒比原来变小,很多空隙移动并合并,最后空隙基本被烧结颈覆盖,这时导电性就达到良好状态了。从图(d)可以看出,随着烧结时间继续延长,颗粒增长速度明显下降,有些颗粒继续和其他颗粒合并,也会出现大一些的颗粒,但是密集程度变化很小。和图(c)相比,总体上致密性差不多,这就是导电性提高很少的原因。烧结时间在30分钟后,颗粒形貌基本没什么大变化,孔隙率有变化,但导电性能基本不再提高了,这说明此时致密程度接近饱和,有了各种接触方式,导电接触点连接形成的三维通道网,足以保证电子的流动和迁移。综合考虑实验效率、节能和保证最佳导电性能这些因素,最佳的烧结时间选30分钟。

同样,对于柔性基板的耐热温度来说,烧结温度也是一个关键工艺参数。柔性基板能承受温度的高低决定了烧结温度的高低,过高的烧结温度会让柔性基板瞬间扭曲变形,这种变形是不规则的,而且具有破坏性。下面选取了两组有代表性的试样的微观组织形貌,没添加纳米电气石的空白组是给添加电气石组做空白对照用的,这样可以进一步研究纳米电气石和烧结温度对导电线路的影响规律。随着烧结温度升高,银颗粒逐渐长大,温度越高,增长速度越快,但是到一定温度时,增长速度开始变慢。温度升高会让银颗粒之间快速生成烧结颈,颗粒之间不只是有连接点,甚至还形成了通道桥梁,这样所有颗粒之间就形成了多个三维网状网格,网格之间的空隙很小,甚至逐渐被烧结颈覆盖,形成薄薄的一层膜片。添加0.2%(重量比)电气石组的组织形貌更致密,在银颗粒形成和增长过程中,因为烧结驱动力的作用,纳米电气石颗粒会移动。当银颗粒形成空隙或者因为烧结收缩出现微孔时,纳米电气石颗粒会去填补,这样形成的三维网状网格就更致密,颗粒之间的空隙更容易形成薄膜。部分银颗粒形成的烧结颈会把电气石颗粒包裹起来,成为一个整体,这样烧结后的导电线路就成了连续不断的致密银膜。